从雅典到国际空间站

莎拉·怀亚特11岁生日那天, 她惊奇地凝视着梅菲尔德家里的电视机, 肯塔基州, 就像尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在月球上行走一样. 近1,千里之外, 11岁的杰弗里·戈德斯坦(Jeffrey Goldstein)从布朗克斯收看了节目, 完全被迷住的.

今天，这两个国家都在进行自己的太空研究，同时培养下一代科学家.

作为newbb电子平台植物分子和细胞生物学教授，拥有博士学位.D. 在植物生理学中， 怀亚特 已经向国际空间站发射了四个实验——第五个即将离开. 从微重力如何影响植物生长到太阳辐射对植物发育的影响，她的研究无所不包. 怀亚特最近还加入了19家顶级美国公司.S. 科学家们被美国国家科学院选中开发一种“十年的调查美国国家航空航天局, 总结过去10年的国家空间研究，并建议未来10年推进科学的战略. 怀亚特说:“与这个国家的顶尖科学家进行对话是很有趣的。.

戈尔茨坦还把他对太空的热爱发展成了一项以教育为重点的职业，获得了博士学位.D. 并在史密森尼和挑战者中心等机构工作. 如今，他执导了两部电影 国家地球与空间科学教育中心 (NCESSE)和 亚瑟C. 克拉克空间教育研究所.

在2023年，他们的道路交汇在一起 学生太空飞行实验计划 (SSEP)是戈尔茨坦创立并领导的.  

自2010年以来, SSEP has allowed upper elementary through undergraduate students to design microgravity experiments and write formal proposals; to date, 已经有19次任务将学生实验送入太空. 任务18, 来自37个参与学习社区的每一个优胜学生实验将首次登上飞往国际空间站的SpaceX航天飞机, newbb电子平台学生的作品也在其中.

合作与沟通

Goldstein建立SSEP计划是为了填补STEM教育的空白:美国科学教育与专业研究团体之间缺乏实际合作.S.

“所有正规教育——从学前班到拿到最后的文凭和握手——都有一个核心目标，那就是让我们的孩子为现实世界做好准备,戈尔茨坦说. “如果我们想激励学生成为科学家和工程师, 他们现在开始承担起科学家和工程师的职责是绝对必要的. 这意味着对他们周围的世界提出问题, 批判性思考, 解决问题，与团队合作，以面对面和书面形式交流他们的想法和想法.”

对于SSEP, 戈尔茨坦首先向每所大学发出通知, 美国的大学和公立学区. 每个感兴趣的社区都必须提交一份正式的实施计划，证明他们拥有合适的教育团队和成功的策略. 一旦接受了, 每个社区都可以将一个学生设计的实验送到国际空间站, 消除跨社区竞争.

维多利亚Swiler, 她是莫米大学环境与植物生物学专业四年级学生, 俄亥俄州, 在怀亚特的实验室工作时发现了SSEP.

“[Dr. 怀亚特说，‘嘿，我收到了一封关于学生太空研究机会的邮件. 你想这么做吗?’我说:‘当然!’”斯威勒回忆道. “所以她说，‘好吧，你在帮我做外联. 让我们起草一些电子邮件.’”

怀亚特和斯威勒从大约50封来自感兴趣的学生的电子邮件回复开始，这些学生代表了校园里的每一所大学. “我们听取了理工科学生的意见, 还有英语专业的学生, 历史专业, musicians-just每个人,怀亚特说.

与此同时, 麦克莱恩, 她是汉密尔顿大学生物科学专业的三年级学生, 俄亥俄州, 在寻找研究机会吗. “当我得知这一点时，我的反应是，‘太空?! 我当然想这么做，’”他回忆道.

莱恩被安排到俄亥俄州的“二队”,还有斯威勒和内森·史密斯, 森特维尔大学主修野外生态学的二年级学生, 俄亥俄州. 这个小组是由尼克·惠特卡(Nick Whitticar)主持的.D. 来自俄亥俄州斯特朗斯维尔的转化生物医学科学候选人.

实验设计

第二组与另外9个由34名本科生组成的小组一起参加了newbb电子平台的本科生研究和写作课程，学习科学方法, 提案写作和严格的国际空间站飞行实验参数. 怀亚特确保每个小组至少有一名自然科学专业的成员，其他方面，年龄和学术背景在研究小组中均匀分布.

戈尔茨坦认为, 这种方法——以及SSEP的一般方法——反映了空间研究的跨学科性质. 他说:“没有纪律是一座孤岛。. “如果你想到美国宇航局，每个人都会想到‘宇航员’.不过，尽管他们的知名度很高——他们理应成为公众英雄——但宇航员本质上是被美化的技术人员. 每个宇航员背后都有数百名工程师和科学家.”

SSEP参与者接受了实验设计的速成课程，包括在国际空间站进行研究时所涉及的限制, 在空间极其有限，宇航员的努力必须事先精心设计的地方.

“实验受到航天硬件的限制,怀亚特解释道, 描述一个6英寸长，半英寸直径的圆柱体, 用夹子把它分成两半或三分之一. “他们可以研究任何适合的东西，并且可以保持静止状态(直到到达国际空间站实验室):植物, 细菌, 生锈.”

斯威勒说，在研究他们团队提案的实验选择时, 她回顾了怀亚特合作的十年调查，发现了一个关于在国际空间站上发现的新细菌的部分.

“他们对所有东西进行了测序，发现[国际空间站的细菌]具有可能促进植物生长的特性,斯威勒说. “我们想看看它是否真的能做到.”

学生团队从加州的NASA喷气推进实验室订购了样品, 然后用一种叫做拟南芥(俗称:芥蓝)的植物的种子设计了他们的实验, 一种芸苔科的成员，与卷心菜有关)嵌入两种基质中，这两种基质由植物性食物和一种类似明胶的固化剂琼脂组成，一种用作对照，另一种与ISS细菌混合.

“从国际空间站获取细菌非常酷,斯威勒说, “但我最喜欢的部分是设计我们自己的实验.她解释说, 在将对照植物与暴露于ISS细菌的植物进行比较后, 史密斯领导的团队将检查植物样本的基因序列, 寻找特定的基因表达.

“我没有意识到提案的范围有多大,史密斯说。, 谁确定了10种植物基因来分析它们对细菌的反应. “寻找基因真的很有趣，但也很有挑战性，”他补充道. “你必须考虑所有事物将如何相互作用. 这就像和我自己下棋一样, 我做了很多研究才找到最合适的部分, 所以我们得到了正确的结果. 其中一个基因——我认为是最酷的一个——作为一种致病反应，使细胞壁变硬.”

在10个团队完成各自的方案后， 洛葛仙妮Male-Brune, 研究副总裁办公室拨款开发和项目高级主管, 组织了一个由教授组成的小组，选出newbb电子平台将提交给NCESSE进行最终选择的三个提案.

第二组晋级了. 然后，在12月，当执行副总裁和教务长时，小组的努力得到了回报 伊丽莎白Sayrs 宣布他们是由NCESSE召集的专家委员会选出的最终获胜的newbb电子平台队. 他们的实验将于今年秋天飞往国际空间站，由宇航员进行. 与此同时，第二小组将在地球上做同样的事情，以获取额外的控制数据.

剩下的俄亥俄州的参与者可以使用怀亚特的微重力模拟回转器在波特大厅测试他们的假设. “我们的定子有一个轴向这个方向旋转，另一个轴向另一个方向旋转,怀亚特解释道. “这些试管还在重力状态下——它们在我的实验室里, 只是滚动——但是在管子里, 重力的影响很混乱.”

所有申请

怀亚特指出，对植物的太空研究, 包括她自己和她的SSEP学生获奖者, 能newbb电子到太空探索以外的领域吗.

“当我们了解到在危险的条件下种植植物时——无论我们是在谈论月球, 不管是火星还是太空——我们也学会了在地球上创造更好的生态系统,怀亚特说. “地球上有很多地区是沙漠，或者当地人正在经历饥荒. 如果我们能弄清楚如何更好地种植营养丰富的作物, 潜在封闭区域, 也可以帮助地球上的人们.”

戈尔茨坦的, SSEP的主要目标只是让年轻人对探究性学习和科学方法感到兴奋. 他认为这种方法丰富了所有学生，而不仅仅是那些追求STEM学习和职业的学生.

“人类天生好奇, 以证据为基础的学习者——提出问题并在宇宙中寻找数据,他说. “科学的方法遵循实践, 基于过程的方法定义了我们人类如何最好地学习. 这是科学家和工程师推动他们领域发展的方式，也是厨师创造新菜的方式. 这是诗人创作新作品的方式，也是艺术家在画布上作画的方式. SSEP通过真正沉浸在美国太空计划中来培养这些技能,戈尔茨坦总结道, 添加, 郑重声明, 今年我们很荣幸也很兴奋能与newbb电子平台合作.”

关于项目: 学生太空飞行实验计划(SSEP)是美国国家地球与空间科学教育中心(NCESSE)的一个项目.S. 和亚瑟C. 克拉克空间教育国际研究所. 它是通过与Nanoracks的战略合作伙伴关系实现的, 有限责任公司, 在太空法案协议下与美国宇航局合作作为国际空间站作为国家实验室的一部分. Dr. 莎拉·怀亚特(Sarah 怀亚特)在newbb电子平台指导该项目.